Debian系统下MongoDB的内存使用优化 - 问答

1. 配置WiredTiger缓存大小（核心优化项）
Debian系统下，MongoDB默认使用WiredTiger存储引擎，其缓存大小（cacheSizeGB）是影响内存使用的关键参数。建议将缓存设置为系统可用内存的60%左右（需预留足够内存给系统进程及其他应用），避免过度占用内存导致系统卡顿。

配置文件修改：编辑/etc/mongod.conf，在storage.wiredTiger.engineConfig下添加或修改cacheSizeGB参数（单位：GB）。例如，设置为4GB：
```
storage:
  wiredTiger:
    engineConfig:
      cacheSizeGB: 4
```
命令行参数：启动MongoDB时通过--wiredTigerCacheSizeGB指定，如：
```
mongod --wiredTigerCacheSizeGB 4
```
配置后需重启MongoDB服务使生效。

2. 优化查询与索引（减少内存消耗）
不合理查询会导致大量数据加载至内存，需通过以下方式优化：

创建高效索引：为find、sort、aggregate等常用操作字段创建索引，优先使用复合索引（覆盖查询字段）。例如，为user_id和create_time字段创建复合索引：
```
db.collection.createIndex({ user_id: 1, create_time: -1 })
```
使用投影限制返回字段：查询时仅返回必要字段，避免全文档加载。例如：
```
db.collection.find({}, { name: 1, email: 1, _id: 0 })
```
限制返回数据量：通过limit()方法控制查询结果数量，避免一次性加载过多数据。例如，返回前10条记录：
```
db.collection.find().limit(10)
```
分析查询计划：使用explain()方法检查查询是否使用了索引，针对性优化慢查询。

3. 调整系统内核参数（降低Swap影响）
Linux系统的vm.swappiness参数控制Swap使用倾向，降低该值可减少MongoDB内存不足时对Swap的依赖（Swap会显著降低性能）。

临时修改（重启失效）：
```
sudo sysctl -w vm.swappiness=10
```
永久修改：编辑/etc/sysctl.conf，添加或修改vm.swappiness=10，然后执行sudo sysctl -p使生效。
同时，可调整vm.dirty_ratio（脏页比例）和vm.dirty_background_ratio（后台刷脏页比例），优化磁盘I/O性能：
```
sudo sysctl -w vm.dirty_ratio=20
sudo sysctl -w vm.dirty_background_ratio=10
```。
```

4. 管理连接数（避免内存浪费）
过多并发连接会占用大量内存（每个连接需分配内存），需通过以下方式控制：

设置连接池大小：应用端配置MongoDB驱动的maxPoolSize参数（建议值为CPU核心数的2-4倍），限制最大连接数。

限制空闲连接：通过maxIdleTimeMS参数设置连接最大空闲时间（如30秒），自动关闭闲置连接。例如，在应用配置中添加：

const MongoClient = require('mongodb').MongoClient;
const client = new MongoClient(uri, {
  maxPoolSize: 10,
  maxIdleTimeMS: 30000
});
```。

5. 启用内存回收策略（主动释放内存）
MongoDB默认使用tcmalloc内存分配器，可通过开启激进内存回收策略，快速释放不再使用的内存（可能对性能有轻微影响，需根据实际情况测试）：

db.adminCommand({ setParameter: 1, tcmallocAggressiveMemoryDecommit: 1 })

执行后，MongoDB会更积极地将未使用的内存归还给操作系统。

6. 监控内存使用（持续优化依据）
定期监控内存使用情况，识别瓶颈并调整配置：

查看内存状态：使用db.serverStatus().mem命令，查看常驻内存（resident）、虚拟内存（virtual）、映射内存（mapped）等指标。重点关注resident（实际使用的物理内存）是否接近cacheSizeGB设置值。
系统工具监控：使用top、htop、vmstat等工具，监控系统整体内存使用情况（如used、free、swap）。
性能分析工具：使用mongostat（查看操作速率）、mongotop（查看集合级读写时间）分析性能瓶颈。

7. 系统级资源限制（防止内存溢出）
通过Debian的systemd服务文件，限制MongoDB的内存使用（避免单个进程占用过多内存导致系统崩溃）：

编辑MongoDB的systemd服务文件（通常位于/lib/systemd/system/mongod.service），在[Service]部分添加MemoryMax和MemoryHigh参数（单位：字节）。例如，限制最大内存为8GB：
```
[Service]
MemoryMax=8G
MemoryHigh=6G
```

重新加载systemd配置并重启MongoDB：

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart mongod
```。

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